CN106243511A - 一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料制品的材料配方设计技术领域，特别是一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料包括如下组分：聚酰胺、聚丙烯、抗静电剂、抗菌剂、相容剂、抗氧剂、分散剂；所述抗静电剂为三组分形成的复合物，抗菌剂为载银沸石、载银凹凸棒土、苯并咪唑‑2‑甲氧基氨基甲酸甲酯、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵四者形成的混合物。本发明采用的复合型抗静电剂和复合型抗菌剂可有效提高材料制品的抗静电性能和抗菌性能，聚酰胺、聚丙烯、复合抗静电剂中的改性碳纳米管和碳纤维粉的设置及复合抗菌剂的设置可使得材料制品具有较好的抑吸水性，制备方法简单，方便实用，适宜进一步推广应用。

Description

一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制品的材料配方设计技术领域，特别是一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
高分子材料聚丙烯(PP)具有各项性能优异、来源广泛和易于加工的特点，已广泛应用于汽车、家电、包装、医疗等各个领域。普通聚丙烯材料的电性能较为优异(一般情况下，其表面电阻率在1016-1018Ω)，这使得聚丙烯材料容易产生并积累静电，引发不良后果，这项特点限制了聚丙烯在某些特定领域的应用。聚酰胺(PA)是一种具有优异热力学性能、良好耐磨性、优异电性能(一般情况下，表面电阻率在1013-1016Ω)的高分子材料，但聚酰胺材料具有的易吸水性质使得该材料的加工性能较差，这项特点也限制了聚酰胺在某些特定领域的应用。针对上述问题，开发一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法是本领域技术人员要研究的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提到的技术问题，提出一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，按重量份数计，该复合材料包括如下组分：聚酰胺40-60份，聚丙烯50-70份，抗静电剂8-10份，抗菌剂2-6份，相容剂4-8份，抗氧剂0.5-1.2份，分散剂2-7份；所述抗静电剂为质量比为1：(0.2-0.5)：(0.3-0.7)的A、B、C三者组分形成的复合物，A为聚醚嵌段聚酰胺、乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基酸胺中的一种或两种以上的混合物，B为改性碳纳米管，C为碳纤维粉；所述抗菌剂为载银沸石、载银凹凸棒土、苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵四者形成的混合物。
进一步，上述技术方案中所述聚酰胺为己内酰胺、聚己二酸己二酰胺、聚己内酰胺、聚己二酸己二酰胺四者形成的混合物，聚丙烯为熔体流动速率为2～12g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的复合物。所述聚醚嵌段聚酰胺中的聚醚为分子量200-20000的聚乙氧基或聚丙氧基化合物；乙氧基化烷基胺和乙氧基化烷基酸胺中的烷基为C1-C20的支链或直链烷基。分散剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、十六烷基三甲基溴化铵中一种或两种的混合物。
进一步，上述技术方案中所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的两种以上的混合物；所述相容剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或两种的混合物。
一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：按重量份数计，准备如下组分：聚酰胺40-60份，聚丙烯50-70份，抗静电剂8-10份，抗菌剂2-6份，相容剂4-8份，抗氧剂0.5-1.2份，分散剂2-7份，将上述物料依次加入高速混合机中混合5min，混合机转速为200r/min；接着将混合好的混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒、包装，挤出机的温度从喂料口到机头依次为180℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃。
进一步，上述技术方案中所述改性碳纳米管采用如下方法制备得到：
1)将干燥的碳纳米管置于体积比为2：3的浓硫酸与浓硝酸的混酸溶液中，加热回流12h，取出水洗至中性后干燥；其中，碳纳米管与混酸溶液质量比为1：5；
2)将干燥所得碳纳米管与偶联剂-无水乙醇溶液按照质量比1：5混合均匀，放入球磨机中球磨2h后真空干燥即得改性碳纳米管；偶联剂与无水乙醇质量比为1：8，pH为4-5；偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂按照质量比1:1.2形成的复合物。
有益效果：本发明采用的复合型抗静电剂和复合型抗菌剂可有效提高材料制品的抗静电性能和抗菌性能，聚酰胺、聚丙烯、复合抗静电剂中的改性碳纳米管和碳纤维粉的设置及复合抗菌剂的设置可使得材料制品具有较好的抑吸水性，制备方法简单，方便实用，适宜进一步推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于下述实施例。下述实施例中可使用的碳纳米管为多壁碳纳米管，型号：CNT102(未经表面处理)，北京德科岛金科技有限公司；共聚聚丙烯，型号：BX3800，韩国SK；均聚聚丙烯，型号：T30S，中石化兰州石化。下述实施例中的改性碳纳米管均采用上述多壁碳纳米管按照说明书中的改性方法改性所得。
以下所有实施例中，如无特别说明，所述份数均为质量份，表面电阻率测试执行GB/T 1410，测试条件为在23℃、湿度50％条件下进行测试；抗菌性能测试执行QB/T 2591，测试条件为在23℃、湿度50％条件下放置培养24小时后进行测试。
实施例一
一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：按重量份数计，准备如下组分：聚酰胺40份，聚丙烯50份，抗静电剂8份，抗菌剂2份，相容剂4份，抗氧剂0.5份，分散剂2份，其中，抗静电剂为质量比为1：0.3：0.5的A、B、C三者组分形成的复合物，A为聚醚嵌段聚酰胺，其中的聚醚为分子量18000的聚乙氧基化合物；B为改性碳纳米管，C为微米级碳纤维粉；所述抗菌剂为载银沸石、载银凹凸棒土、苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵四者按质量比1:2:1.1:0.5形成的混合物。聚酰胺为己内酰胺、聚己二酸己二酰胺、聚己内酰胺、聚己二酸己二酰胺四者按质量比1:2:1.5:1.5形成的混合物，聚丙烯为熔体流动速率为8～10g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的复合物。分散剂为乙撑双硬脂酰胺，抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按质量比1:2形成的混合物，相容剂为邻苯二甲酸二丁酯。
将上述物料依次加入高速混合机中混合5min，混合机转速为200r/min；接着将混合好的混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒、包装，挤出机的温度从喂料口到机头依次为180℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃。
实施例二
一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：按重量份数计，准备如下组分：聚酰胺60份，聚丙烯70份，抗静电剂10份，抗菌剂6份，相容剂8份，抗氧剂1.2份，分散剂7份，其中，抗静电剂为质量比为1：0.5：0.6的A、B、C三者组分形成的复合物，A为聚醚嵌段聚酰胺，其中的聚醚为分子量18000的聚乙氧基化合物；B为改性碳纳米管，C为微米级碳纤维粉；所述抗菌剂为载银沸石、载银凹凸棒土、苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵四者按质量比1:2:1.1:0.5形成的混合物。聚酰胺为己内酰胺、聚己二酸己二酰胺、聚己内酰胺、聚己二酸己二酰胺四者按质量比1:2:1.5:1.9形成的混合物，聚丙烯为熔体流动速率为8～10g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的复合物。分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按质量比1:2形成的混合物，相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。其余步骤同实施例一。
实施例三
一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：按重量份数计，准备如下组分：聚酰胺50份，聚丙烯60份，抗静电剂9份，抗菌剂4份，相容剂6份，抗氧剂1份，分散剂4份，其中，抗静电剂为质量比为1：0.5：0.6的A、B、C三者组分形成的复合物，A为乙氧基化烷基酸胺，其中的烷基为C10的支链烷基；B为改性碳纳米管，C为微米级碳纤维粉；所述抗菌剂为载银沸石、载银凹凸棒土、苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵四者按质量比1:2:1.1:0.5形成的混合物。聚酰胺为己内酰胺、聚己二酸己二酰胺、聚己内酰胺、聚己二酸己二酰胺四者按质量比1:2:1.5:1.9形成的混合物，聚丙烯为熔体流动速率为8～10g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的复合物。分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按质量比1:2形成的混合物，相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。其余步骤同实施例一。
将上述实施例一所得复合材料进行抗静电性能和抗菌性能测试，结果表明，复合材料表面电阻率平均在105数量级，抗细菌率达99.9％以上，抗霉菌率为最高等级0级，从而，可认为采用本发明的技术方案所得的复合材料具有较好的抗静电性能和抗菌性能，可广泛应用于食品、医疗、电子电器、家电、汽车等领域。

Claims (7)

1.一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，其特征是：按重量份数计，该复合材料包括如下组分：聚酰胺40-60份，聚丙烯50-70份，抗静电剂8-10份，抗菌剂2-6份，相容剂4-8份，抗氧剂0.5-1.2份，分散剂2-7份；
所述抗静电剂为质量比为1：(0.2-0.5)：(0.3-0.7)的A、B、C三者组分形成的复合物，A为聚醚嵌段聚酰胺、乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基酸胺中的一种或两种以上的混合物，B为改性碳纳米管，C为碳纤维粉；所述抗菌剂为载银沸石、载银凹凸棒土、苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵四者形成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，其特征是：所述聚酰胺为己内酰胺、聚己二酸己二酰胺、聚己内酰胺、聚己二酸己二酰胺四者形成的混合物，聚丙烯为熔体流动速率为2～12g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的复合物。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，其特征是：所述聚醚嵌段聚酰胺中的聚醚为分子量200-20000的聚乙氧基或聚丙氧基化合物；乙氧基化烷基胺和乙氧基化烷基酸胺中的烷基为C1-C20的支链或直链烷基。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，其特征是：所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、十六烷基三甲基溴化铵中一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，其特征是：所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料，其特征是：所述相容剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征是：该制备方法包括如下步骤：按重量份数计，准备如下组分：聚酰胺40-60份，聚丙烯50-70份，抗静电剂8-10份，抗菌剂2-6份，相容剂4-8份，抗氧剂0.5-1.2份，分散剂2-7份，将上述物料依次加入高速混合机中混合5min，混合机转速为200r/min；接着将混合好的混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒、包装，挤出机的温度从喂料口到机头依次为180℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、225℃。
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